Investigadores de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas SEAS John A. Paulson de Harvard han desarrollado una nueva plataforma fotónica integrada que puede almacenar luz y controlar eléctricamente su frecuencia o color en un circuito integrado.
La plataforma se inspira en los sistemas atómicos y podría tener una amplia gama de aplicaciones que incluyen procesamiento de información cuántica fotónica, procesamiento de señal óptica y fotónica de microondas.
"Esta es la primera vez que se utilizan microondas para cambiar la frecuencia de la luz de manera programable en un chip", dijo Mian Zhang, ex becario postdoctoral en Física Aplicada de SEAS, ahora CEO de la startup HyperLight engendrada por HarvardCorporation y primer autor del artículo. "Muchas aplicaciones ópticas fotónicas cuánticas y clásicas requieren el desplazamiento de frecuencias ópticas, lo que ha sido difícil. Mostramos que no solo podemos cambiar la frecuencia de manera controlable, sino que usando esta nueva habilidad también podemosalmacenar y recuperar luz bajo demanda, lo que no ha sido posible antes "
La investigación fue publicada en Fotónica de la naturaleza .
Las señales de microondas son omnipresentes en las comunicaciones inalámbricas, pero los investigadores pensaron que interactúan demasiado débilmente con los fotones. Eso fue antes de que los investigadores de SEAS, liderados por Marko Loncar, profesor de ingeniería eléctrica de Tiantsai Lin, desarrollaran una técnica para fabricar microestructuras ópticas de alto rendimiento utilizandoniobato de litio, un material con potentes propiedades electroópticas.
Loncar y su equipo demostraron previamente que pueden propagar la luz a través de nanowaveguides de niobato de litio con muy poca pérdida y controlar la intensidad de la luz con moduladores de niobato de litio en el chip. En la última investigación, combinaron y desarrollaron estas tecnologías para construir una molécula.como el sistema y usé esta nueva plataforma para controlar con precisión la frecuencia y la fase de la luz en un chip.
"Las propiedades únicas del niobato de litio, con su baja pérdida óptica y su fuerte no linealidad electroóptica, nos dan un control dinámico de la luz en un sistema electroóptico programable", dijo Cheng Wang, coautor del artículo y ahoraProfesor Asistente en la Universidad de la Ciudad de Hong Kong: "Esto podría conducir al desarrollo de filtros programables para el procesamiento de señales ópticas y de microondas y encontrará aplicaciones en radioastronomía, tecnología de radar y más".
A continuación, los investigadores apuntan a desarrollar guías de ondas ópticas y circuitos de microondas con pérdidas menores usando la misma arquitectura para permitir eficiencias aún mayores y, en última instancia, lograr un enlace cuántico entre los fotones de microondas y ópticos.
"Las energías de los fotones ópticos y de microondas difieren en cinco órdenes de magnitud, pero nuestro sistema podría cerrar esta brecha con casi el 100 por ciento de eficiencia, un fotón a la vez", dijo Loncar, autor principal del artículo. "Esto seríapermitir la realización de una nube cuántica: una red distribuida de computadoras cuánticas conectadas a través de canales de comunicación ópticos seguros ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :